克服选择困难症,专家教你挑选测序平台[心得点评]

【字体: 时间:2018年09月26日 来源:生物通

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  如今的测序市场呈现出“百花齐放、百家争鸣”的繁荣景象。这既有好处(测序流程大大简化),又有坏处(选择困难症又加重了)。至于哪种测序方法最适合您,这取决于您的任务和需求,不过,最好先听听专家的意见。

如今的测序市场呈现出“百花齐放、百家争鸣”的繁荣景象。这既有好处(测序流程大大简化),又有坏处(选择困难症又加重了)。至于哪种测序方法最适合您,这取决于您的任务和需求,不过,最好先听听专家的意见。

美国测序服务公司The Sequencing Center的联合创始人Ryan Casey表示:“我们最常见的基因组测序方法是全基因组测序和靶向基因组测序,特别是针对人类。”尽管这家公司致力于细菌、病毒和人类靶向测序,“但对于人类研究,你会发现全基因组测序和全外显子组测序是十分常见的,”Casey说。

据特拉华大学旗下的特拉华生物技术研究所的测序和基因分型主任Brewster Kingham介绍,确定最佳测序方法的关键点是“所需质量、所需产量、所需读长和费用”。

除了测序方法,测序平台也至关重要。AllSeq.com的联合创始人Shawn Baker表示:“目前有四家主要的测序公司,分别是:Illumina、Pacific Biosciences、Thermo Fisher Scientific和Oxford Nanopore Technologies。”此外,还有一些特色平台,如QIAGEN的Gene Reader(针对临床测序)和华大智造的平台(针对中国市场)。

每个测序平台都有自己的特色。“Illumina平台在成本和通量上取胜,并有着最高的原始序列质量,”Baker谈道。“PacBio有着长读长和最高质量的一致序列。Oxford Nanopore产生了令人难以置信的长读长,并且有便携式产品。赛默飞Ion Torrent的主要优势是快速运行。”

见仁见智

测序应用在很大程度上决定了最佳的测序方法,但这并不是绝对的。Casey表示:“对细菌而言,全基因组测序是最佳方法,因为成本低,数据易管理。”不过,对于人类研究,他认为靶向测序比全基因组测序要好得多。

简单来说,他认为全基因组测序昂贵、复杂,并且提供了太多的信息。Casey解释说:“实际上,对于大多数研究人员来说,他们并不需要全部23,000个基因,而只是需要非常小的子集”。如果科学家选择全基因组测序进行人类研究,他认为,“这会产生大量额外的费用,并且有大量的数据需要筛选,其中99%的数据并不是真正需要的。”

人们往往需要亲自尝试,才能找到最适合的技术。例如,特拉华生物技术研究所的Kingham及其同事“试图阐明一组基因转录本的同种型和剪接变体”。最终,他们“选择了PacBio的单分子实时(SMRT)测序,因为能够利用单条测序reads对全长基因转录本进行测序” 。

在许多情况下,即使是有经验的科学家也会从测序中心的专家那里获取经验。例如,Casey及其同事为礼来公司(Eli Lily)做了一些测序。“我们最初讨论时,他们对开展全基因组测序感兴趣,因为他们担心如果不这样做,他们就会错过一些可能有价值的数据,”Casey说。

“我们提出的对策是,如果他们采用靶向测序,那么他们将能够获得更高质量的数据,分辨率更高,而价格比原先低很多。”Casey解释说,有了这些更小、更容易管理的数据集,“他们能够更快地钻研结果,这将有助于他们鉴定出在未来的运行中可以探索的其他基因” 。

最终,礼来公司的客户以单次全基因组测序运行的价格开展了4-5次靶向运行。Casey补充说,靶向测序“最终加速了他们的研究。接着,我们推荐了Omixon公司提供的HLA分型的基因检测板”。

此外,项目规模也会影响最佳技术的选择。“几乎所有的‘群体基因组学’研究,如英国十万人基因组计划和美国NIH的我们所有人(All of Us)研究项目,都使用Illumina 的HiSeq X或NovaSeq测序平台,因为与其他平台相比,这些平台的通量大,成本低,”Baker解释道。

“与此同时,Oxford Nanopore的手持式MinION测序仪正迅速成为传染病研究的首选平台,如Zika和Ebola病毒研究,因为它便于携带,快速周转,适合实地研究。”

在某些情况下,人们必须在不同平台上测试特定应用的测序产品。例如,北德克萨斯大学健康科学中心的助理研究教授August Woerner及其同事在法医学应用中采用Thermo Fisher Scientific的Precision ID mtDNA Whole Genome Panel来研究线粒体DNA(mtDNA)。他们在Thermo Fisher的Ion S5系统和Illumina的MiSeq FGx桌面测序仪上运行分析,并比较两者的结果。

在2018年的《Forensic Science International: Genetics》杂志上,研究人员报告称:“这项研究证明了Ion S5和MiSeq FGx平台提供了一致的线粒体单倍型的估计结果,从而进一步支持了Precision ID mtDNA Whole Genome Panel的可靠性和有效性。”

从单细胞生物到复杂的人体,科学家希望从测序中得到什么,可以处理多少信息以及可以花多少钱,这决定了哪种方式和哪个平台最佳。并非所有专家的意见都一致,但他们的建议至少可帮助你入门。正如Casey总结的那样:“从根本上说,研究背景决定了他们应该切实采用哪种类型的测序。”

(作者:Mike May / 生物通编译)

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